автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Управление, моделирование и программное обеспечение сложных робототехнических систем

Институт прикладной катпматикя жноня М. И. Келдъгаа Россн1скоИ Акадомпх Наук

"Гв Ой

На правах рукопяся

ЗЕНКЕВИЧ Станислав Лвсшидовяч

УПГАПЛЕПЧЕ, РОДЕШРОПАНИЕ И ПРОГРАММНОЕ ОПЕСПЕЧЕНИЕ СЛОХНЫХ РОКСТОТЕХ1 НЧЕСККХ СИСТЕН

Специальность: 05. 13.11 - Иатокаткчаскоа я программное обеспечение пьгчнслятвльных машин, комплексов, схстсж к сетей.

Авторефврат диссертации на сожскание учено* степени доктора физико-математических наук

МОСКВА 1994 г.

Работа выполнена в Московском государственном техначескон университете им Н.Э.Баумана

Официальные оппоненты:

Доктор фхзико-натекат*ческнх наук, профессор

Е.А. ДЕВЯНИН

Доктор фкзико-катонатвчоских наук, профоссор

Э.З. ЛЕНИНСКИЙ

Доктор фазико-матенатжческих наук, профессор

А. к. ПЛАТОНОВ

Ведусдя организация: >

Институт машиноведения кн. A.A. Благонравова РАН

Заьата состоится "_"_ 19S4 г. в _ час<

заседании специализированного Совета Д 002.40.01 Института прикладной к&такатокк кн. И. В. Келдьпза Российской академии наук по адресу: 125017, г. Москва, Миусская пл., 4.

Авторефорат разослан "_"_ 1S94 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат физико-матенаткческих наук

___

Т. А. Полилов <

ОЕПЦЯ ХАРАКТЕГ СТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Мировая практика показывает, что на-нипуляцяошыа роботы всо плро внедряется в различные облает* человеческой деятельности как п производственной, так и в непронз-в о дет венной сферах. Этому в значятельноЯ степвня способствуэТ больпой вклад в рвпенна теоретических проблем робототехники, внесений отечественными научнынн коллективам* НГТУ ни. Н. Э. Баумана, ИШ1 як. К. П.Келдыша РАН, ИПУ, Института кашнноводаняя ин. А. А. Благонравова РАН, ИПУ, ИППИ РАН, ННРЭА, СПбПН, СПбИИАН, МосСтаккнн н др. под руководством Е.П.Попова, Д. Е. Охоцимского, И. 11. Макарова, К. В. Фролова, С. 3. Емельянова, В.Н.Пономарева, П. И. Солоненцоэа.

Вносто с тон, расширенно возможных областей применения роботов приводит к необходимости построения слоиагых технических спстек, вклочакзих несколько роботов, системы очувствлепяя, технологическое» оборудование. Подобная тенденция обьединення технических систем в одну систему, такую, что решаемая ею задача декомпозируется по входящим а ее став подсистемам, намоталась недавно. Хороший пример сложных технических систем дают роботизированные гибкие производственные модули, являющиеся основным элементом конпыэтерно-ннтегрированного производства. Кроме того, ряд прикладных задач, связанных с осуществлением операций сборки/разборки (особенно в экстремальных средах), требует использования многокомпонентных роботизированных систем. Количество примеров ножно без труда множить, имея при этой в виду, что харак тарной особенностью сложный систем является: (а) наличии большого числа управляемых подсистем, и (б) распределение задачи, решаемой сложной системой в целом, по подсистемам.

Появление нового класса робототехнических систем, названных сложными робототехш ческими системами (СРС), поставило перед исследователям* целый ряд задач, ваянеЯшии* из которых являют:»:

- разработка методов управления СРС;

- разработка методов имитационного моделирования робота как основное компоненты СРС;

- разработка проблемно-ориентированного программного обеспечения (ПО) систем управления и моделирования поведения СРС. Решению этих задач и посвящена настоящая диссертационная

работа.

Проблема управления многокомпонентными системами является весьма сложной. Даже сак термин "управление" нуждается в уточнении, поскольку в настоящее время здесь но существует общепринятой терминология, таков, например, какая установилась в отношении управления ианипуляционными роботами.

Если в области теории и практики управления нанипуляционны-нц роботами достигнуты впечатляющие результаты (выпущен ряд монографии н учебников, создано большое количество промышленных рооотов), то состояние теории управления СРС в настоящее Броня характеризуется, главным образом, накоплением различных подходов и »x ьпробацией. Разрабатываемое программное обеспечение систем управлении СРС является унккалыым, ориентированным каждый раз на конкретную систем/. Полученные в этой области результаты еще на образовали критической кассы, достаточной для того, чтобы можно было говорить о создании теории управления слояиымн многокомпонентными системами. Как сказано в обзоре, посвяданном современным тенденциях в области управления сложными производственными системами, "здесь неприменимы методы классической теории управления... Будущее теории управления ноает быть связано с этой прикладной областью. Инонно здесь будут разработаны новые методы" (Gershwin S.D. et al. A Control perspective on Racent Trends in Manufacturing Systens.- IEEE CS Magazine, 1986, pp 3-12).

В последние несколько лет наблюдается резкое повышение интереса к этой проблематике, вызванное, во-первых, социальным заказом со стороны производства, эволюционирующего к кокпыэтерно-интегрированноиу производству, к, во-вторых, появлением аппарата теории сетей Петра, даваего мощный импульс развитка методов моделирования и управления многокомпонентными системами.

Цель работы заключается в формирований основ теории слокних робототехнических систем, а именно в разработке методов управления, моделирования, а также проблемно-ориентированных программных средств. Возникновение этого научного направления обусловлено современными тенденциям« развития робототехники, состоящими во включении робота в состав сложное системы, в которой он выполняет часть общей задачи, сформулированной для системы в целом.

Методы исследования базируются на использовании методов дискретной математики (теория конечных автоматов, теория сетей Петри). Представленные в работе методы управления, моделирования и разработки программного обеспечения основаны также да методах

кеханики, твори* управления, информатика, иэдялзроплпзя. Хромо гого, для подтверждения работосг собности и эффективности предложенных нэтодов ■ созданного программного обэспочэная была проведена серая экспериментальных исследований рэалыгьгх робототоя-кических систем.

Научная новизна н практическая значимость. Научная ноэязка . полученных в диссертационно! работе результатов состоит в следу-кцем:

- на основания построения математических моделей подсистем СРС как конечных автоматов предлоиено формировать управляющую структуру в виде сети взаимодействующих, специальным образом сконструированных автонатов, обеспечивающих заданное поведение СРС. Топологжя сетж и атрибуты сетевых автоматов определяются заданяен, выполняемый СРС;

- для верификации алгоритмов управления СРС предложено осуществлять сравнение языков, порождаемых полеченными сетями Петри, моделирующими, с одноЯ сторогы, управл.тсяуя структуру н под-сястзкы СРС, а с другоЗ - ¡гияслияэмоо сп задапзэ;

- разработаны методы построения я принципы организации программного обеспечения системы управления СРС (языка описания управляющей сатя и исполняющеЛ системы), а также имитаторов многозвенных манипуляторов.

Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что разработанные матоды управления ж моделирования СРС, а таюха соответствующие принципы построения ПО их систем управления могут быть использованы для разработки инструментальных и управляющих программных средств широкого класса многокомпонентных систем.

На основе разработанных в диссертации методов под руководством ■ при участии автора было создано программное обеспечение

- роботизированного гибкого производственного модуля механообработки (ННИТН);

- системы управления промышленного робота Робоконт-3 (МСЛО 'Красный пролетарий", ПО СКЭМ), демонстрировавшегося на международной выставка Автоматизация-89;

системы управления роботизированного комплекса сборки пробки радиатора (ПО Радиатор, г.Оренбург);

- системы управления адаптивного роботизированного сборочного модуля ( НИИАПП МГТУ им. Н. Баумана) ;

- центральной систеш управления модульного роботизированного конпликсц для добыча угля (ПочорННИПроект. г. Воркута);

- кнвтаторов 0-ти Эвенкии ианапуляторос IRISH, IUIS12 к 13-1 в вванного манипулятора RAJ1P-2000 (Г.ккроматьша Холдинг, г. Будапешт, Венгрия) .

В настоящее время на оензае предложенного автором подхода ведется разработке ПО скстаны управления участка литья и сборки, инлючшомего насколько роботизированных ГШ1, транспортную снстону к . клад.

Работы по указанному напрайлвнкв велись t процвссе ьыполно-ння госбюдоюткиз: каучно-ксслодовательсиих робот s райке:» комплексной програньы ГКНТ СССР в АН СССР 0. 10. ОВ. , а та test» когдогого-рш НИР с рядом орге'лизацЕЙ, и тол числа с 11СПО "Хрзсш! пролетарий" ( г. Москва), По СКЗН ( г. Нальчик), ПО "Радиатор" ( г. Оренбург! , Накрокатмка Холдснг (г. Будапешт, Венгрия), КнстЕтут 1L Пу-пвиа (г. Белград, Югославия) в другкмг. В настоя:;®» spoi:n работы ведутся при поддоржка Российского фонда фундаментальных ясслздо-ваняй (грант 03-012-663).

Апробация работы. Основные ноло^онкк к результаты диссертационной. работы докладавалгеь в обсукдалссь •.::.'.

- Всосоюзнон совсщаниЕ по робототсхигчссквм скстангк (Елг,-дикар, 1878г. ) :

- V НеадународкоЕ конфороидаг по програхмируог-ин свстсиан "Пролама* 22" (Ленангрвд, 1932г. ) t

- Есосокзион соЕощаняи "Научкыэ пршчипы аЕТОкаткзацик проектирования, пптроэкяя, аппаратного обеспечения в эксплуатации робототехпачоских снсток" (Цахкгдаср, 1033г. ) ;

- Всосоюзлом симпозиуме "C6opi:a-Q4* с участкам стран-членов СЭЕ (Тапкснт, 1884г.);

- V иевдународнон схипозкуме IFAC "Робототехника и гибкие производственная скстокы* (Суздаль, ЮЗЕг. ) /

- I, II, III, IV Советско-Югославских симпозиумах по проблема« робототезшякЕ (Москва, 1983г.; Аранжеловац, СФРЮ, 1534г. ; Косква, 1986г'. ; Нова Сад, СФРЮ, isasr. ) j

- Всесоюзных еккпозиуках по логическому управление* с поно-цьи ЭВМ (Устинов, 1987г. ; Москва - Симеиз, 1390г. ) ;

- XII, IV, V Всесоюзных совещаниях по робототехнике (Челябинск, 1333г. ; Киев, 1337г. ; Гелэквккк. 1390г. ) ;

Международно»! симпозиуне по автоматизации и измерительной

технике (Вана, Австрия, ЮПОг. ), ряда других.

Отдельные рязультаты работь. обсуждались лз засвдгипж:: рабочей группы по программному обеспеченно протгалэшых роботов гпбкях произаодствонных сястаи при 1!ауч:;ои Созето АН СССР а та-ченяе 1933-1039гг. , из лаулглс сэкянзря:: э ИГУ под рукочодстяох академика Д. Е. О.-соцпкского, на обьодяненпок соиянаро в упяворел-твте Синьхуа (г. Пеняя) в Центра компьютерно- янтагрмрозашмх производств, на семинарах п института и. пупяна (г. Белград) под ру-ководствок профессора II. Вунобрзгознчя, к.а семинзра а ЛП.Ч РАН под руководством профессора II. Р. пура-Еура, а твкяо па семинарах п научно-учебном Центре "Робототахнзка" под руководстве:« академика Е. П. Попова.

Осиовныэ паучп.'п результаты пзппи отражение я учобнон процессе па кзфояра "Гобстотсхагчасага сястагч* КГ ТУ *к н. я. Паума-

на: э курсах локцнЗ "Систспги упрягла:!!!.'! маняпуляцяонии:-; ро5п~"г," "Упрэг!Л!!1:"!п робототпхнчччекчмя кокплъксаил", а тз.1с\е з подготовленном сошсстно с про^ссорои а. С. Пдйико к ¡¡здан^п учпбичнч "Упрагп"Н?ю рсботяма".

Публ^кацвя по тоне дзссортвцн». По темп дкссортация опубликовано 63 работы, в тон чзело монография [1](налясани лично ритором главы 3 и а), [10]( написана совместно с А. В. Назаровой глаза 6), [14] и [3(1 ] (написаны лгчпо автором фф 3.3, 3.1), [18](на-пясана лично автором глава б), [37](написата совместно с А.В.Иа-заровоЗ глава 6).

Структура и обьэи диссертации. Диссертация состоят кз введения, пасти глав, заключения, списка литературы. Общий обы ; работы составляет 305 страниц, в топ числа 2.33 страниц основного текста, 153 рисунка на 84 страницах и 16 страниц списка литературы, содержащего 143 наименования. .

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении проводится обоснование актуальности проблемы разработки методов управления, моделирований и программного обо-спечения сложных робототехнических систем. Указано, что расширение областей применения роботов приводит к необходимости построения технических систем, включающих несколько роботов, разнообразные системы очувствления, активное технологическое оборудова ние, котоыа выполняют общую для всех задачу. Появление такого

- в -

кйиссе сгстик постсгело перед Есслкдзх&телккк целый ряд задач, гскнв&г&кг кз кзтерих явлкэтея разработка методов управленЕИ СРС £ проскекыэ-ОрЕеКТКрСЕЕКЕОГО г.рзгрьккпого обеспечения сестбк уп-р&еявкея и ноделгрававЕС СРС. Откачнется, что рсссмЕтркваемыв х ДЕссертацвонной работе вопросы управяикзя относятся к уровни координации системы управления СРС. Со еесдскгв такаэ опгеи:.' б общих чертах проблемы ноделкроваквя, состоящее, с одной стороны, в моделировании поведения упракляскоЁ СРС, и с другой - в моделировании в реальном временя многозвенных манипуляторов, рассматриваемых как объединение всех взавмодеВствувщих подсистем. Подчеркивается, что разработка ПО схстем управления в кодвлкроваккя СРС представляет собой самостоятельную проблему, от реивквя которой в существенной степени завхевт эффективность работы СРС.

Первый раздел посвящен рассмотрен;задач управления СРС в верификации управляющих структур х объединяет персу» в втору» главы.

Первая глава посвящена вопросам упр&ЕЛвквя СРС. Проведенной в главе анализ текущего состояния проблемы управления СРС показывает, что в настоящее время можно выделить два основных подхода к управленца СРС (применительно к уровни координации): подход, основанный на теории сетей Петри, с подход, использующий теории конечных автоматов.

Созданный с БО-о годы аппарат сетей Петра предназначается для нодель'рованея асинхронных параллельных процессов, Использование же аппарата сетей Петра в целях управления сопряжено с их кодификацией, состоящей во введение дополнительных позвцвй, ннв-твругадих входные/выходные сиг налы в системе; кроме того, вознв-кшот трудности, связанные с разрепенхен конфликтов. Прв разработке соответствующего ПО систем управления появляется проблема поиска множества разрешенных переходов, требующая весьма эффективной вычислительной процедуры, поскольку управление подевсте-шмк осуществляется, естественно, в реальном времени. Танки образом, главное достоинство сетей Петр! как средства коделврова-ияя параллельных процессов, состоящее в возможности получить в проанализировать все варианты развития событий в системе, превращается в недостаток при вспользовакнв гх в качестве средства управления СРС. Подход, основанный на использования сетей Петрв для управления многокомпонентными систекаи, развевается в работах В. Г. Лазарева. А. А. Ле.кина, С. А. Вднцкого, Л. С. Яияоиьского,

В Kpora (B.Krogh), П. феррпйры (Р.Ferreira) и других.

Использование комичных ав- жатоп л целях управления »первые было предложено П.Н Глушкотж применительно к решению загсач» разработки блоков управления лля цифровых вычислительных малин. В работах В. В. Рудновя, Н. II. Иванова, Г. В. Михайлова, а. А. Талч рожается палача построения регулятора как коночного автомата лтц\ управления одним o6v,актом.

Автор предлагает дли управления СРС ислольз опят ь управлявшую структуру в виде иерархической многоуровневой сети специальным образом построенных автоматоп Именно тот подкол, по многом лишенный нелосгаткоэ, присущих сети Петри, как средству управления, к развивается в работе.

Поскольку управления любой системой предполагает преднари• тельное построение оэ математической мололи, то в работе вводится понятие сложной системы н строится ое модель как объекта управления Пусть залзикс Г, пожог бить лродстяглено как чнп^ттпо подзаданий .

^ 1 ' ? ' ' ' ' в ^ '

к на 'Г может ^ьпь пвелено отношение следования F так, что t FV

1 I

означает, чю t может бить выполнено, если шшолннно t . Тогда

I |

такая структуризация задания Т порождает ориентированный граф

G - (Т, А) ,

где Т" (t i ) - множество вершин графа G,' А=(а )еТ*Т - множество направленных цуг, при итом дуга аеА сондиняет t и t тогда и только тогда, когда t(ft . Пусть теперь система G состоит из подсистем

1

(5 , S .....S )

1 3 ?. ' ' И '

при этом Т^Л1 - задание, выполняемое подсистемой s.Тогда систему

CS - (S,T)

назовем сложной (или Т-сложной 1, если выполнены условия:

н

C I-. мт1 " Т,

с;-': G-связный граф

Если одной из подсистем fi ss чвлчется робот, тогда такую сипдху назовем сложной робот технической системой. Условно С1 означает, что набор подсистем S-(S,) в состоянии выполнить заманив Г. в условие С2 означает, что яеМсгння подсистем лоллщ.1 коорпинирона-rifi( н пронес,наполнении здначи.ч И»о,!ми плохими, сложная си<:-1к"л ■ си.лрш, ко кроне лги которой в процессе вьполняни я за-.

дания доданы взаикодействовагг друг, с другой. Пример конфигурации сложной системы приведен на рис. 1.

Построим модель сложной системы как объекта управления. Будем каждую подсцстену описывать как конечный автомат. Известно, что конечным автоматом А называется пятерка А-(и,Х,г,I где И-{О,Оа,...<4^)- конечны! входной алфавит, Х-(х1,х2,...,х^) - конечное множество состояний автомата, 2»{г ,1 ,...конечный вы^дной алфавит, Г:Ххи-»Х - однопаговая функция переходов,

- функция выхода (для автомата Мили). Приведенное определение естественным образок расширяется на автонат, имеющий р входов и ч выходов, при этой функция переходов такого автомата задается на декартовом произволении множеств, описывающих входные алфавиты каждого лз входов автомата. Во многих приложениях, однако, определенные комбинации входов не встречаются вовсе, кроне того, не все входные/выходные каналы ногут использоваться на каждом иаге. Поэтому вводится понятие сетевого автомата.

Назовем сетевым автоматом НА с р входами я ц выходами следующий набор:

НА - (1,0,и,Х,2,£,Ь),

где 1=(1 Д ,...,1 }- множество входов; &-(0 ,0 ....0 )- мноасе-1 2 р 1 2 я

ство выходов; с-(Ч ,и ,...,и )- конечный входной алфавит; Х-{х1( х , ...,х )- множество состояний; г««{г ,г )- конечные вы-

2 п 12 к

ходной алфавит; £: Хх\Л>Х - однопаговая функция переходов, где Уси«1; Ь; Ххи->г - функция выхода, где ИсгхО. Элементы множеств V и И будем называть обобщенным входным и выходным алфавитами соответственно. в описание сетевого автомата вводится дополнительно специальный символ с, являющийся элементом входного и выходного алфавитов. Этот символ интерпретируется как пустой символ, который всегда присутствует на всех входах автоматов, так, что если в описании перехода из некоторого состояния участвует входной символ с, тогда осуществляется соответствующий переход. Введенный таким образом сетевой автомат, с одной стороны, сохраняет многовходовость конечного автомата, а с другой - позволяет в каждом состоянии реагировать только на выбранные входы, обеспечивая таким образом существенное уменьшение объема данных, необходимого для его описания. Ясно, что при р=д=1 введенный сетевой автомат полностью совпадает с описанным выше конечным автоматом. Модель сетевого автомата как динамической системы описывается следующим образом:

- 11 -И1.Г 1 Л^Ь

где х я -текущее ж следующее состоят* автомата соответст-

венно, 'V а V • текущий обобщенный вход в следующий обобщенный выход соответственно. Такая модель предполагает, что сетевом автомат генерирует символ в выходной канал одновременно с достижением следующего состоянжя (это позволяет избежать "моментальной зависимости"). На рис.2 представлен фрагмент модели сетевого автомата в в и до сети Петри.

Далее в главо исследуются различные способы соединения автоматов я интерпретируется их взаимодействие. Показано, что для любого способа соединения двух сетевых автоматов можно построить эквивалентный автомат. Разработанный алгоритм построения эквивалентного сетевого автомата выглядит следующим образом.

Пусть ИА1-(11,01,01 ,Х( , Г [ ), 1.-1,2 - два сетевых автомата, соединенные друг с другом последовательно (для определенности), так, что подмножество выходов автомата НА1 соединено с подмножеством входов 1'С1 автомата НА .

2 3 2

Шаг ЭО. Преобразование автоматов.

Если X - состояние №1с{КА,НА ), такое, что , №>

Ь(х,и), тогда вводится дополнительное (транзитное) состояние ху, обладающее следующими свойствами: ху-Г(х,у), с»Ь(х,у), у=Г(ху,с), у-Ь(ху,с). Такое "растаскивание" соседних состояний позволяет впоследствии учесть чрезвычайно важный в приложениях эффект "быстрых" и "медленных" устройств, моделируемых автоматами. Будем

далее считать, что выполнено соотношение 0л0-1л1-0 (если это

12 12

не так, тогда переименуем соответствующие каналы). Паг 51.Построение объединенного автоната.

Построим МА-(1,0,и,Х,2Д,Н) , где 0-(0-0ри

Оз, и-и <Л) , Х»Х *Х . Функции переходов С и выходов Ь строятся

следующим образок. Пусть х~(р,д), у-(г,о) , х,у«Х. Тогда

У; если ( р. V)->г, либо (д,у)—5_>з. Аналогично строится К.

Шаг эг. Свертка дуг.

Построик автомат ЙА, отличаюдийся от ЙА отображениями ? и К Пусть отображения г и Е автомата «А содержат следующие элементы:

(х,у)—>у, (х# V)—Ё-кг

(Уг<*)—-—>2, (у,а)_А_»с.

Тогда пополним г" и Ь следующими элементами; (х^)-->г , -->с.

ссютво1и1 венно. Выполняя эту процедуру для всех элементов отоб-{>и*хчМЙ 1" Ь Ь, удовлетворяющих указанному условию, получим огоб-

!>".";кПЬ1 £ Ь Я.

!■'-.'-1- 33 Удаление внутренних дуг

Скроим теперь результирующий автомат НА, удаляя в описании НА те 'пименты отображений £ и Н, которые содержат ссылки на ню гренние каналы, соединяющие КА[ и ПЛ . Более точно это означает следующее. Если 1 содержит элементы (х,и,д.)-»у, где х,уе=Х, и^и, тьТ!. то онк удаляются. Аналогично, если К таково, что (х,и,1)-(2,о), где либо т«!^. либо оеО|, то этот элемент удаляется. Полученные f и Ъ являются искомыми функциями переходов м выходов эквивалентного автомата НА (возможна, правда, последующая мини-назацья числа состояний НА).

В работе вводится также понятие сети автоматов Ь как связного мультиграфа

Ь - (Е,С),

где е^ , е.^ , . . . ,е^ }- множество вершин графа, интерпреткруеиых

как сетевые автоматы, С-(с ,с .....с }- множество направленных

1' г' ' н1 '

дуг с к~(.е е , кнтерпротнру еных как каналы связи между автоматами. используемые для обмена элементами входных/выходных алфавитов. Функционирование такой сети состоит в параллельной работе всех входящих ю ее состав автоматов, поведение каждого из которых определяется его текущим состоянием и состоянием входных каналов. Пример автоматной сети изображен на рис.3. Показано, что последовательн применение описанной выше процедуры свертки к автоматам, входящим в состав сети, позволяет построить эквивалентный сетевой автомат, поведение которого и определяет поведение сети.

В главе приведены математические модели основных компонент СРС: роботов, систем очувствления, технологического оборудования. Построение модели робота в виде конечного автомата предваряется структуризацией ого системы управления, которая рассматривается как многоуровневая, иерархически организованная структура. Каждый уровень иерархии сам является системой управления и, следовательно, инеет свою собственную математическую модель. Таким образом, наряду с иерархией исполняющей системы рассматривается такх^о иерархия моделей. В главе построены модели роботов, оснащенных цикловыми и ппзиционно-контурными системами управле-

Pue. I Пример КОНфиГурЦШ СШНОИ poíOTOTDOVCCIUli ЯШИ

Pue. 2. HoSw сетевого iItohiti о o9hm Ixoîom и 0$км tilxoîom ( bík et in Игр»

р, - ожкЭим nptixoh ixotooro cmfoflL í i - полу«* hoS-ho¿ CUmJoí, p, - ncptxoî 5 Mliyoци coctdmc t j - п-нерир 6wxo8mro символа, iítowt ntpaoîvr (но&ос сос-1П№ р, - «етж» (хо9ш р4 - кымито

(ыхоЗнш симболсК.

№с. 1 Пример tlrOMlTHOtil CETU.

нин. Для роботов последнего типа условием возможности построения модели в виде конечного автомата является его предварительное обучение, позволяющее интерпретировать набор имен фрагментов управляющей программы как элементы входного алфавита, о статус исполнения каждого из фрагментов - как элементы выходного алфавита. Для построения моделей систем очувствления проведена ах классификация по характеру данных о внешней среде, вырабатываемых системой очувствления: если эти данные имеют континуальные характер, то построение модели системы очувствления как конечного автоната невозможно. Однако такого рода данные, как правило, не используются на этом уровне системы управления, а участвуют в реализации адаптивного управления. Если же данные, поступающие от системы очувствлекия, характеризуются конечным числом значе-нЬК, то в этом случае возможно построение модели в виде конечного автоната. Специфической особенностью подсистем, входящих в состав СРС, является недетерниннрованность соответствующих конечных автоматов (либо по выходам, либо по переходам), отражающая вероятностны!) характер поведения реальных свстен.

Для управления СРС, математической моделью которой является объединение конечных автоматов, предлагается использовать управляющую структуру, построенную в виде сети автокатов. Пусть CS-(S,T) - сложная система, L-(E,C) - сеть автоматов. Пусть далее NA-{NAj} - множество моделей подсистем S-{s,)• Если при этом NAcE, тогда подграф 1°«(Ес,Сс), где E°-E-NA, назовем управляющей структурой для сложной системы СЗ. ясно, что будучи соединенной с реальными обг^ктамн, управляющая структура обеспечит некоторое поведение подсистем, зависящее от топологии управляющей структуры и атрибутов сетевых автоматов, входящих в ее состав. Управляющая структура является, как правило, многоуровневой, при этом автоматы, образующие нижний уровень, выполняют функции логических регуляторов подсистем СРС, тогда как верхние уровни координируют работу подсистем или составленных из них групп. Топология управляющей структуры определяется выполняемым СРС заданием. Пример управляющей структуры приведен на рис. 4.

Во второй главе рассматриваются вопросы верификации управляющих структур.

Построенное в главе 1 управление обеспечивает некоторое поведение СРС. Каждый активный элемент системы, получая сигналы от управляющей структуры, выполняет соответствующую последователь-

ность действий, сумма которых по всем активным элементам должна обеспечить выполнение задания, ^тно, однако, что в действительности нет никаких гараптий, что данная управляющая структура обеспечит выполнение задания в той ситуации, когда поведение активных элементов многовариантно, соотношения между временными характеристиками их работы могут быть различными, и т. д. И поскольку работа управляющей структуры сопряжена с функционированием большого количества оборудования, причем, как правило, дорогостоящего, то проблема верификации управляющей структуры является чрезвычайно важной.

Под верификацией управляющей структуры ны будем понимать получение ответа на вопрос.- обеспечивает ли управляющая структура выполнение задания при всех допустимых вариантах поведения управляемых объектов. Если ответ на этот вопрос отрицателен, то безусловный интерес представляет анализ причин, вызвавших такую неадекватность управляющей структуры.

В качестве осноеы процедуры верификации управляющих структур предлагается использовать сравнение языков, порождаемых помеченными сетями Петри, моделирующими, с одной стороны, задание, выполняемое СРС, а с другой - пове ание управляемой сложной системы. Для удобства описания процессов, протекающих в СРС, в работе используются раскрашенные сети Петри, расширенные путем введения связанных переходов и блуждающих дуг.

Известно, что раскрашенная сеть Петри CP С или сеть Петри с цветными маркерами) задается как пятерка: СР={Р,Т,С,1,0), где Р~{р,>Рг,••■гРа), - множество позиций; Т=(tj,t2,...,-t^), mtO - множество переходов; С»{о1,ся,...,с ), 1>0 - множество цвете в маркеров, I=I(p,t): C(p)xC(t)-»N - входная функция; • 0=0(p,t): C(p)xC(t)-»N - выходная функция. С введением в сеть Петри связанных переходов ее описание дополняется функцией связанности L: Т-> Тх{<,-,>). Функция связанности ставит в соответствие переходу t( переход tj и отношение ре(•-,-, >). В правило разрещенности перехода ty связанного с переводом tjr наряду с обычными трвбояаш ями к разметке входных позиций перехода t добавляется требование разрешенности перехода t . Срабатывание связанного перехода tf осуществляется по следующим правилам:

1. Если L(tj)«(tj,<), то сначала запускается переход tjP а потом, если это возможно, переход t ;

2. Если L(t( ) = (t j,-) , то срабатывание переходов t( и tj осущес-

твляется одновременно, как если бы t( к t¡ образовывала один "составиоЗ" переход.

3. Если , то скачала запускается переход t(, а за-

зям. bcsb это возможно, переход

Еря р&сщврензи сети Петря с раскраоонкымх маркировками блуждающими дугпмг, вводятся понятая множества переключателей дуг D а множества перекличающих функций S. Хоидая переключающая функция ees представляет собой пару функций:

ь р

V Ч-р,

вр! И(р)-»Р» Р«Р

Переключатель d«D представляет собоК псевдопоавцвю, которая может принадлежать входной или выходной дугам перехода. Переключающая функция работает следухивкк образам; переключателю d ставится в соответствие позиция р (функцией в^), в зависимости от разметки которой выбирается позиция, подключающаяся к переходу (функцией в ), так что р-в (д(в (а))).

Р р ь

Известно, что помеченная сеть Петри - это пара (N, £), где N

- сеть Петри, £: Т-»А - помечающая функция над алфавитом А. Помечающая функция Z расииряегся на последовательности срабатываемых переходов следующим образом: £(rt)-Z(T)Z( t), где xtcT . При этом Е(А)»А, где Л - пустой символ (аналог самвола с, введенного для сетевых автоматов). Таким образом, срабатывание перехода t( помеченной сети Петри помещает свмвол Х( t ) в выходную строку, а последовательность запусков переходов тсТ поройдает строку £(т). Множество таких строк и называется языком ' L(N,E), порожденным помеченной сетью Петрв.

В работе сформулирован метод верификации управляющей структуры. Пусть Ес- (NA() - управляющая структура ■ Е*-^) - множество моделей управляемых объектов. Построим две сета Петри

И* а

РН? эквивалентных Ес а Е* соответственно. Преобразуем сеть РН* в размеченную (Pn'.E11), припасав ее переходам некоторые символы, отражающие состояние объектов управления из алфавита А." Сеть р№ оставим неразмеченной (т.е. состоящей из Л-переходов). Поскольку автоматные сета Ес и £н взаимодействуют друг с другом, то мы имеем возможность объединять РНС в (PN*, í"), подучив, таких образом, сеть

PNra » РНС и (РН*,Г*>,

которая моделирует поведение сложной системы, управляемой структурой Ес. Порождаемый этой сеты язык 1>П(РП содоржит последовательности символов, которые отражают состояние веек объектов сложной систоки о процессе исполнения задания. Пусть теперь РНТ- соть Потрп, описывающая еыполняоноо СРС задание. Пометим ое переходы, приписывая им символы из алфавита Лт, совпадающего с алфавитом сет* Р11* (если это возможно сделать). Помеченная такик образом сеть порождает язык ЬТ(ГНТ,ХТ). Тогда сравнении языков ь"(РНС!!,Хн) а ЬТ(РНТ,ХТ) позволяет верифицировать управ-ЛЯЕЦун структуру.

Далео п глапа проанализированы сктуацкя, которые ногут возникнуть пра ерэннэииз языкоя, 1 сфоркулирована процадурз: построения сотя Петря, оквгггалэигко:'! (а смысла порождаемых язипов! сведенному э глапэ I сотовому автомату, являющемуся базовым элементом, яз которых строится управляемая структура. Пусть сотовой аятомчт НД задан следугяии образом:

ил - ,

гд!5, п-ш :: I - тшо^с-стзо входтап; каналов; О - множество

ЕЫ1С0Д!&.п; X - кис^ество сэсточнчЯО, 7, - аходноЛ и вы-

ходной алфавиты соотвотстношю; Р нножестао ааилячательшх состояний; £ - од!гоопгойая функция переходов; Ь - функция вывода. Тогда эквивалентная соть Пэтрп Р11- ( Р, Т, I , О,,) строится слелугиям образом:

Р = X I) V и И Т = (Ь хеХ, уиЧ,

3 глава строятся эквивалентные еэти Пэтри для автоматов, расииронтлс путон зпадения дополнительных типоз состояний, связанных, в основном, с организацией циклоп. К таким дополнительным типам состоянв1. относятся установка счетчика и условное ветвление. Вввденио этих состояний позволяет весьма эффективно представлять задания, содержащие циклические операции. С другом стороны, если ИА) и ЫАг - непосредственно взаимодействующие св-тезыэ автоматы, по крайней мере один из которых содержит состояние указанного выло типа, тогда свертка этих автоматов в соответствии с разработанной процедурой становится невозможной.

При построении моделя управляющей структуры в виде сети Петри необходимо учитывать буферизацию символов, появляющихся во

входных каналах автоматов. в работа построена модель очереди топа FIFO. Далее ь главе приведены модели типовых кокпонент СРС, а тиюке нодели типовых элементарных операций, выполняемых СРС, которые используются в тех случаях, когда алфавиты лт и А* на совпадают. В заключение приведен алгоритм верификации управляющих структур, включающий анализ причин возникновения ошибочных вариантов п~*чодэния системы, подверженной заданному управлению.

Второй раздел посвящен вопросам моделирования слоеных робо-тотехнических систем. В процессе проектирования СРС чрезвычайно важный является всестороннее моделирование их поведения, обусловленного заданный алгоритмом управления. Одна из причин этого -многовариантность поведения СРС. Действительно, если в состав СРС входит набор подсистем S-tSj), i-1,2,...,N, и мощность нно-кества состояний Х( каждой из них есть |Х |«п , тогда множество

состоянии СРС, рассматриваемой как объединение подсистем, имеет и

мощность t'П^111 * КР°кв того, важным обстоятельством, повисающим роль моделирования, является дороговизна многокомпонентной системы. Поэтому в работе поставлены и решены задачи как математического моделирования управляемых СРС (глава 3), так и полунатурного моделирования, когда робот, как основная компонента СРС, определяющая, в основном, ее поведение и представлящак систему "контроллер+манипулятор", заменяется скстеной "контроллер+имитатор"! глава 4).

Третья глава посвящена моделированию поведения многокомпонентных роботот"хническкх систем, управляемых со стороны заданной автоматной структуры, при этом под моделированием здесь понимается получение всех возможных вариантов работы системы. В процессе моделирования используются те шв модели подсистем и элементарных операций, что и при верификации управляющих структур. С учетом всех расширений, введенных в главе 2, объединенная сеть NH, включающая модель управляющей структуры, модели подсистем, а также модели элементарных операций, может быть описана следующим образом:

N8 - (Р,0,Т,С,Х,1,0,¥,Ф,8,1„Л,ц) Здесь Р - нпожество позиций сети;

D - множество переключателей дуг сети. Введено понятие расширенного множества позиций сети Р*-Р U D. Элемент Р* этого множеств. представляет собой 'либо позицию pep, либо переключатель

dcD;

T - множество переходов ci и, в нон выделяется подмножество Т переходов, моделирующих операции!

С - множество цветов маркеров;

X - множество свободных переменных;

I: р"хТ-*{0, 1) " входная функция; Kp'.tjl-l в том случао, если р* является входной позициой перехода t ;

О: ТхР*ч{0, 1} - выходная функция; 0(t,p)-l п том случао,

* '

если pt является выходной позицией перехода t^;

Y: Р*хТ->(0, 1} - янгнбиториая Еыходная функция: ï(piP t )»l, осла позяцяя р* соединена с пароходом tj внгябиторной дугой;

Р*хТ U ТхР*-»С U X U О - функция попечения дуг;

S - множество переключающих функций;

L: Т-»Тх(<,-, >) U О - функция связанности, ставящая d соответствие переходу t( связанный с ням переход t^ я отношение р«(<, »,>}; эспя пароход t( не связан с другим переходом, то L(t()-0;

Л: Т-*{0, 1} - функция распределения приоритетов переходов; переходы подсети IIе ямсят приоритет 0, осталыгио 1;

fi : Р-»С U О - маркировка сет».

Граф достижимых маркировок if-MlU*) содержит в себе . как все допустимые последовательности срабатывания переходов, так и все достняикые маркировка сети н". Поэтому задача моделирования работы управляемой системы резаетск путам построения графа дос-ТЕзнких маркировок сети Петри и". являющейся моделью работы системы. Используемый алгоритм построения графа достижимых маркировок обладает следующими особенностями:

1. Граф достижимых маркировок может быть построен только для сети Петр* N, множества достижимости R(K) которой конечно.

2. Если прн построении' графа встретится маркировка и, отвечающая некоторым зарачее заденным требованиям, то соответствующая этой маркировке вершира грифа объявляется терминальной, даже если сеть при этой маркировке является активной. Это означает, что порожденные из и маркировки не будут входить в граф достижимых тгаркировок.

Первое из приведенных выще свойств не ограничивает применение этого алгоритма для. моделирования работы управляемой системы, т.к. сеть обладает конечным множеством достижимости. Обеспечение жа второго свойства алгоритма, напротив, потребовало его

усложнения, но дало возможность сокращения графа достижимых маркировок, что очень важно при решении практических задач. В главе описан способ выполнения этой сети с учетом введенных расширений.

Четвертая глава посвящена вопросам моделирования многозвенных манипуляторов в роалыюм времени. При проектировании сложных робототехнических систем всестороннее модолкрованпо их поведения играет 0лльщую роль. D рассматриваемой классе систем робот являете основной компонентой, определяющей поведение СРС. Поэтому, при проведении полунатуриого моделирования, как этапа, непосредственно следующего за матенатнческии моделированием, весьма важной является разработка имктаторов многозвенных манипуляторов, т.е. программно-аппаратных систем, способных взанкодэйствопать с контроллером робота, обеспечивая близкое преобразование вход-выход. При этом, широкие возможности моделярованая различных вариантов поведения нышпулятора в системе "контроляар-имитатор* делают ее эффективным средством разработки СРС. Кроме сказанного, среди приложении, дспользукщвх ииктаторы манипуляторов, можно выделить следующие:

1.Разработка алгоритмов управления канапулятором.

2.Контроль качества сметены управления робота.

3. Обучение оператора управления манипулятором, работающим в экстремальных условиях (это касается в основном подводных и космических манипуляторов).

4. Разработка анимационных обучающих компьютерных программ.

Центральной проблемой прс разработке имитаторов является построение моде эй реального времени всех подсистем манипулятора (привод, многозвенный механизм, трвнсниссия, датчики обратной связи), а такие создание соответствующего алгоритмического к программного обеспечения.

Пусть U-{u(t)) - множество допустимых входных сигналов для манипулятора. Пусть, далее, t) и t) - вектор-функции обобщенных координат, являющиеся реакциями реального манипулятора и его модели соответственно на приложенное управление u(t)sU. Тогда естественным требованием, накладываемым на имитатор, рассматриваемый как оператор MuítJ-q^t), отображающий u(t) в q^ t), является следующее

|qu()ct) - 1)¡ < с, Vu е U,

где с - некоторое положительное число. Параметр к, называется масштабом времени и являе.jh одним из основных параметров, хара-

ктеризующнх нодвль. Основным требованием к имитаторам манипуляторов является обеспеченно указанного условия при к-1, что соответствует работе в реальном временя.

В главе сформулированы основные методологические принципы проектирования имитаторов манипуляторов как итерационной процедуры сбалансированного выбора аппаратных средств имитатора и математических моделай всех входящих в ого состав подсистем, а такие организации соответствующей вычислительной процедуры.

Задача построения имитаторов реаона для трох типов манипуляторов о электрогадрапличоскин пряиодси, обладающих пятью я вестью степенями подвижности. Эти манипуляторы включают в свой состав следующие подсистемы: привод, трансмиссию, многозвенный механизм, датчики обратной связи.

Иодоль прзвода получена с учетом следующих предположений: жидкость сншмаеиа; рабочие позерхностя поряшай ниеют разные площади ; утечкя прслорцаоналыи перепаду дазленяя а капорах сглодс-го цилиндра; золотник змоэт нуг.въао перскрытяэ в нейтральном положении, и, и силу этого, описывается системой нелнноЯилх дифференциальных урпшюннй:

V'?/11

(к хр"(х,Р) -V"* Г)

О 1 1а

где Г - усилие, развиваемое на стока силового цилиндра, V - скорость порпня, Н - масса нагрузка, х - положение поршня золотника (управляющее воздействие), р- давление питания, " по~

стоянные параметры, р"- нелинейная функция.

3 манипуляторах с электрогидравличоскимн приводами, как праяило, используются лесьиа сложные механические системы преобразования поступательного двкжокг.-: поршня силового цилиндра во вращательное движение звена манипулятора. Для нахождония эквивалентной системы моментов в сочленениях (г^ по заданноЯ система активных сил (Г,), действующих со стороны приводов, целесообразно использовать принцип возможных перемещений. Тогда, если соот-поаопзя 1,-1,(1, #Ч2 < • • • ,ЧЯ) , 1-1,2,. ..,11, связывают обобщенные координаты манипулятора и кооддинаты рабочих органов приводов 1 , то обобщенные моменты т задаются соотношением в а1.

г - ^ 1

Для ноделей реального времени непосредственное использова->ше этого соотношения часто является невозможным из-за значительной вычислительной сложности (большое количество тригонометрических функций, входящих в 11.)). Весьма эффективным способом решения отой задачи является лннэйиая апроксимация кинематических соотношений, описывающих трансмиссию, , в области изменения обобщенных координат <2^0.*.. . хСМи", с^еС^.

Модель, описывающая динамику многозвенного механизма, потребляет (наряду с моделью приводов) наибольшее количество вычислительных ресурсов имитатора манипулятора. Проведенный в диссертационной работе анализ существующих дггамическкх недолей многозвенных механизмов (катодов, основанных на. уравнениях Ньютона-Эйлера, Лагранжа, а также на пркиципо Гаусса наименьвего принуждения ) показал, что ни один из этих методов на в состоянии удовлетворить требованиям реального времени,, если, конечно, при этом ориентироваться на вычислительные средства разумной стоимости (например, ПЭВМ класса 1В!1 РС АТ). В работе показано, что единственно возможным способом репения этой задачи является построение модели реального времени в аналитической форме.

При построении этой модели использовалась следующая система упрощений и допущений.

1. Матрицы янерций звеньеь манипулятора Н^ 1»1, 2...... Н, имеют

II. =

I' x x 0 0 Б 1

0 I' у У 0 в;

0. 0 I1 x % е1 9

в1 ж Б1 у в' г г

где X1 , I' , I* - моменты инерции звена относительно координат-

*11'1 I

них плоскостей; - статические моменты; в - масса звена:

- |иайи, Си - |цаш, и-х,у,г

2. Действующие на звенья силы веса полностью компенсируются устройствами разгрузки, это допущение является естественным, поскольку манипуляторы рассматриваемого класса предназначены для окрасочных работ в, следовательно, в силу своих конструктивных особенностей являются разгруженными.

3. Манипулятор и продставлявтся как объединение 3-х степенного манипулятора и ориентирующих звеньев, т. е. М^М'+И2, где М-М js6.

Il'»M Ma«MJ... Здесь через II обозначен манипулятор,

Г 2

составленный из звеньев i , i , . . . . Динамическое влияние М на II1 отсутствует при j>i. Влияние манипулятора М1 на Н1 при j<i учитывается модификацией матрицы инерции последнего звена HJ следующим образом.

расснотрим N-звенный механизм. Пусть и- матрица инерции

1-го звена. Рассмотрим звенья к, к+1.....N как одно звено. Тогда

матрица инерции сложного звена l¡k может быть втаслонз. по следующей рекуррентной формуле:

гк - v .....i

H„ - II,.

Заметим, что недиагон&пькые элементы верхней левой подматрицы Н( могут быть отличны от нуля.

В работе получены такяо модели датчиков обратной свАзя. Ес-ля для потещионетрзчоскнх датчиков модель является тривиальной (маситабирование я сдвиг соответствующих обобщешзлх координат), то модель импульсных датчиков, как оказалось, требует значительных вычислительных ресурсов. Пусть I - число нипулъсов на полный оборот звена вокруг оси, q(t) - угол поворота звена. Тогда число икпульсов (с учетом ях знака), прншедагах к нокенту временя t. имеет вид

H(t) - entire((q(t) - q(t0))/4)

где А-2П/1. Эта функция является кусочно-постоянной, ямэя разрывы первого рода в точках t , образующие упорядоченное множество Т^ следующего вида: _

T¡ - jt^leZ, q-1 i},

где Z - множество целых чисел, q^-qft^). Таким образом, в иолэи-тц временя ^еТд, датчик генерирует импульс, знак которого опро-деляется знаком q( t- ) (в действительности, гоисрг.руэтся даэ последовательности импульсов," сдвинутых друг относительно друга). Оценим расстояние между соседними моментами врэкекж гаивргши импульсов hj-t^-t^. Поскольку q(t) непрерывна, то -j те~

ковы, что |q -q l=i. Тогда, оценивая q, -q,-q h+0( h2), имеем 1 j+i j1 . j*i j j

|qj|h=A+0(h2), и так как Os| q¡ | sq^, то h^shc», где

Поскольку дпя реальных манипуляторов hB,„e0B ис-• очевидно, что

кнататор не в состоянии вычислять с такой частотой фазовый вектор. Предложенный и реализованный в работе подход состоит в равномерной разбяенкв Еременной оси на промежутки величиной т, вы-чеслешжй количества импульсов, приходящихся на i-й промежуток, н далее в кх равномерной генерации в интервале вренен® г. Ясно, что этот подход приводит к появлению запаздывания, тен большего, чек большэ т. Некая деформация множества Тд не представляет бо-яьпой опасности, вслк иметь в виду цифровой характер системы уп-равленхя, поскольку сбращанйв за даннымк, генерируемыми вкпульс-клкя датчккак^, осуществляется через интервал времена v ( период закыканик привода!.

После того, как кодаля всех подсистем построены, строится полная кодзль манипулятора как объединение моделей подсистем. Полученная прп этом оценка вычислительной сложности модолз позволяет сдзлать еызод о еозкой«;эстп ео использования о составе имитатора манипулятора.

Тротия раздел диссертации, объединяющий Е-ую я 6-уа гласи, посвящэн разработке программного обоспочеияя скстэм управлбнпк к моделирования к экспериментальным доследованиях.

В пятой глава опясакы юблемно-ориенткросаикые прогр&кмпыз средства управления к иодалзров&нак СРС.

Разработка программного обоспачоная састен управления СРС представлмит сийил достаточно споакуа задачу. Он;. Sonos усложняется, еелк ки хотки разработать в какой-то степени универсальные программный сродства, обеспечеееиодно упрсьлендо jîokoto-рыь классом систем. Известно, что в подавляющей бояььакг-тпо случаев КО системы управления СРС является уникальной разработкой, iîg допускающая его пврекосЕмостк на другие ссстекы. Добиться полной пориносимостк вряд ли возможно, однако разработка компонент ПО, инвариантных относительно приложений, является хотя и непростой, но достижимой задачей. ■

Одним.кз таких инвариантов является яэык описания управля»-. щкх структур, разработанный автором язык (названный IÎ-языком) предназначен для описания управляющих структур; он позволяет задавать в текстовок вида топологии сети, атрибуты. всех сотовых автоматов, входящих в ее состав, способ взаимодействия с подсис-Тбкамк к т. д. Являясь языком низкого уровня, он инвариантен по

отношенап к прикладной облает», где используется данная управляющая структура, обеспечивая таким образом возможность управления широким классом объектов.

Все автоматы сета, естественным образом разделяются на два класса: автоматы, описывающие работу управляющих систем и автоматы, моделирующие поведенае объектов управления. Это делен"е отражает особенности формализуемых объектов: управляющие автоматы должны быть реалазованы программно, в то время, как для автоматов-моделей объектов ото не требуется, есла речь идет о режиме нсполненая (в режиме отладки модели объектов также реализуются программно). В соответствии с принятым разделением в языке используются различные ключевые слова: automata a modal. Сетевые автоматы соединяются каналами связи; ключевое слово, используемое для задания связей между автоматами - channel. Все внешние символы характеризуются определенным типом данных; для задания внешних символов в языке используется ключевое слово signal. Процесс перекодировки самволов в соответствующие им значения н обратно осуществляется устройствами преобразования информации; для задания этих устройств используется ключевое слово device.

Ниже праведен фрагмент описания управляющего автомата.

<управляющий_автомат> ::• automata <аня_автомата> ( <таблица_пе-

реходов> > <начальное_состояние>;

<имя_автомата> ::- <адентификатор>

<таблица_переходов> :- <переход>; |<переход>;<таблица_перехо-

дой>

<переход> <сгандартный_переход>|<задержка>)<лри-

своенав_счотчака>|<декренент_а_ветвле-яае>|<последнее_состояние>

<стандартный_переход> ::• <ноиер_состояния>:<спасок_отобраяений>

Как уже отмечалось, описание автомата-объекта выглядит аналогично за асключенаем ключевого слова, т. е.

<автомат_обьект> ::- model <имя_автомата> { <табляца_пере-

ходов> ) <начапьное_состоян»е>;

Программная реализация управляющей структуры является ese одним инвариантом. Как было сказано выше, управляющая структура представляет собой сеть автоматов, взаимодействующих друг с другом по каналам, соединяющим входы a выходы соответствующих автоматов. Важнейшим элементом работы сети является параллельная работа ее узлов (автоматов). Тогда, представляется естественным

ассоциировать с каждый автоматом процесс, а обмен данными между автоматами осуществлять, используя стандартные механизмы межпроцессного обмена, предоставляемые операционной системой. Это означает, что операционная среда, в которой развивается управляющая структура, должна быть многозадачной.

Процедура, используемая для порождения программы, реализующей автоматную сеть, состоит в следующем. Конвертор, имея на входе текстовый файл, описывающий управляющую структуру на Ы-языке, преобразует его в эквивалентный набор данных, сохраняемых в виде бинарного файла. Эти данные передаются исполняющей системе для порождения автоматной сети, которая, в свою очередь, использует их для порождения символов выходного алфавита (в том числе и для управления подсистемами, входящими в состав СРС).

Поскольку автоматы, входящие в состав управляющей структуры, различаются лишь набором данных, ассоциированных с каждым из них, то необходимо иметь лишь одну реентерабельную программу, моделирующую работу автомата, которая далее запускается как процесс ровно столько раз, каково число автоматов в сети. Очевидно, что при этом обьем памяти управляющего компьютера, занимаемой под инструкции, не зависит от числа автоматов, входящих в сеть, что является одним из важных преимуществ этого подхода, в главе описан разработанный на основании предложенного подхода программный пакет ГЬЕХЕЬ, предназначенный для управления я моделирования СРС. Пакет фунционирует в среде многозадачной операционной систекы 0Б/2.

Включение робота в состав сложной систекы влечет за собой существенные изменения как в структуре его программного обеспечения, так и в способе его программирования. В диссертационной работе предложен новый метод программирования роботов, обеспечивающий их эффективное взаимодействие с подсистемами СРС. Этот метод заклычается в том, что рабочая программа робота представляется в виде совокупности поименованных блоков, исполнение каждого из которых инициируется внешним вызовом, при зток завершение исполнения подтверждается посылкой статуса завершения. Такой подход к построению пользовательских программ полностью согласуется с полученным в 1-ой главе представлением робота как конечного автомата, где входным алфавитом является набор имен блоков, составляющих программу, а выходным - набор статусов завершения исполнения всех блоков. Система программирования робота как про-

блемно-ориентированная операционная систена должна при этом поддерживать взаимодействие с управляющей структурой на уровне обмена элементами входного/выходного алфавита. Разработанная на этих принципах система и язык программирования САПФИР, базирующиеся на ОЗУ-резидентной многозадачной операционной среде Х11Ш, продемонстрировали высокую эффективность во многих приложениях

В главе рассмотрены вопросы построения программного обеспечения имитаторов манипуляторов, связанные с выполнением требований реального времени, а также основные функциональные возможности разработанных пакетов СОВАШ.

Шестая глава содержит описание ряда технических систем, созданных под руководством и при участии автора, а также проведенных на них экспериментальных исследований, позволивших проверить разработанные в диссертация методы и оценить их эффективность.

Экспериментальным исследованиям подвергалась представленные в диссертации методы управления сложными робототехническими системами, методы моделирования в реальном времени манипуляторов, а также методы разработки проблемно-ориентированных программных средств. Представленные в главе эксперименты проводились с максимально возможным использованием реальных технических систем.

Для экспериментальной проверки основных принципов управления СРС, предлоаенных в главе 1, были проведены исследования системы управления роботизированного ГПМ, входящего в состав ГПС механообработки деталей типа тел вращения на экспериментальной полигоне НИИТМ. Система состоит из автоматизированной складской системы, транспортной системы, центральной системы управления, трех роботизированных ГПХ (РГПМ). При разработке системы управления РГПМ были апробированы различные виды управляющих структур. Система управления модулем была реализована на базе контроллера одного из роботов. Проведенная серия экспериментов продемонстрировала работоспособность предложенного метода управления СРС, возможность увеличения производительности сложной системы за счет распределения операций по подсистемам, определенную гибкость системы как к частичной модификации технологического процесса, уак и к смене его параметров.

В главе описана система управления (СУ) РОБОКОНТ промышленного робота класса М20П, осуществляющего обслуживание двух металлообрабатывающих станков в составе гибкого производства. Разработка СУ производилась по заказу ИСПО "красный пролетарий"

к в кооперации с ПО СКЭМ (г.Нальчик - разработка аппаратных средств) и фирмой КЕНЕК (Болгария - разработка привода). Цепь работы состояла в создании системы управления робота с повышенными (по сравнении с широко используемо! в производстве СУ КОНТУР) эксплуатационными и функциональными возможностями, связанными, в частности, с приданием СУ робота функций СУ модуля в части обмена командами ■ данными с ЭВМ верхнего ранга. В рамках этой работы было создано ПО всех уровней системы управления, включая драйверы приводов, уровни планирования я генерации траектории, язык управления и интерпретатор с него, сетевые утилиты. При разработке модуля ПО, поддерживающего взаимодействие робота с подсистемами, входящими в состав СРС, использовался разработанный автором подход, изложенный в главе 5. СУ РОБОКОНТ успешно прошла ряд испытаний я была подготовлена к серийному производству на ПО СКЭМ. Система била награждена Дипломом международной выставки *Автокатхзация-89", а также медалью ВДНХ.

Всестороннее ясследование описанных в главе 1 методов управления СРС проводилось на созданном в Центре робототехники х автоматизация МГТУ им. И. Э. Баумана в течение 1989+1902г. г. адаптивном сборочном робототехническом комплексе (АС РТК). В состав ЛС РТК входят два робота РМ-О? роботы с цикловой системой управления, система технического зрения с тремя ТУ-камерами, технологическое оборудование, управляемое от программируемого логического контроллера, система управления модуля (СУМ). Обмен данными между подсистемами осуществляется через локальную вычислительную сеть с топологией "кольцо" (рас. 5). АС РТК выполняет операцию сборки одного из узлов манипулятора М10П. Управляющая структура задавалась на языке N я, после завершения этапа отладки, обеспечивала управление работой комплекса. В качестве программного обеспечения системы управления использовался разработанный при участии автора пакет ГЬЕХЕЬЬ. Нетод управления продемонстрировал гибкость как к выполняемому заданию, так и к аппаратному составу СРС. В отношении технологической гибкости, такой вывод можно сделать на том основании, что при проведении экспериментов смена исполняемого задания происходила десятки раз, при этом время, затрачиваемое на переналадку системы управления (редактирование текстового файла и его трансляцию), было существенно меньше времени, затрачиваемого, например, на разработку новой версии тех-

политического процесса. Что касается вывода, о гибкости системы по отношению к аппаратному составу комплекса, то он сделан на том основании, что в процессе отладки работы отделышх элементов комплекса СУП успешно управляла разнообразными конфигурациями подсистем АС РТ 1С, и, Ьолео того, имелась возможность вести параллельные эксперименты с группам« подсистем.

Нет од управления СРС проиэрялся также при решении задачи управления работой группы роботов-шахтеров. Эта задача возникла в снязи с разработкой концерном "Российский уголь" и институтом ПечорНИИПроект новой технологии добычи угля, позволяющей в десятки раз увеличить производительность добычи и существенно повысить сортность угля. Суть новой технологии состоит D замене угольного комбайна группой роботов, каждый из которых установлен на отдельной крепи; число роботов может исчисляться сотнямя. Хладпй мз роботов скалмваот уголь, расположенный в его рабочей зоне. После того, как весь уголь выбран, крепи перемещаются на одни d.íT '/. процесс покоряется. Разработанный алгоритм управлеии:, базируется мл методах, описанных в гллпо 1, к состоит в использовании коцочно-автоматной сети для координированного управления роботами. Описанный в главе эксперимент состоял в математической моделировании поведения СРС, каковой является модульный комплекс, управляемый различными алгоритмами. Роль программного обеспечения си^стекы управления выполнял пакет FLEXELL. Эксперимент продемонстрировал но только эффективность разработанного метода управления, но и то обстоятельство, что пополненный графическими средствами моделирования, он позволяет также получить важную информацию для проектирования компонентов СРС.

В главе представлены результаты экспериментальных исследований, связанных с ноделированиен многозвенных манипуляторов в реальном времени. Были разработаны имитаторы 5-степетшх манипуляторов IRIS—11, IRIS-12 и 6-степенного манипулятора RAMP-2000. Аппаратный состав всех имитаторов был одинаков и представлял собой компьютер IBM РС 386/387, снабженный дополнительной платой PLC-712, содержащей АЦ/ЦА преобразователи (рис.6). Кроме того, апгтратно имитировалось устройство управления серпозолотником (ввиду ого высокого быстродействия), так что выход устройства управления (управляющий сигнал для модели манипулятора) был пропорционален перемещению поршня. Выходом имитатора являлся вектор обобщенных КЬУрйШнт манипулятора. Ллп манипуляторов IRIS- 1), 12

.siv.v-

i : i til«' n i i

Hsíki поЗоазтш 1

Ра:. '4. S,pitean структура ?Л1 ctoxià сигоа (t : ШЬ,, , îib,, lv>, 1).

ü

г*

fSÍii^lfSl) Y-l. Ii 23

va

□

¿E2¿

r4

r-lâlï»-

m

«ITfiei уолдср

nam

M. 5. Состй i5i?.T&ro eispo^crî tícSy.i;

— ШЮ

<1ИЦ|»ПМ1

ШНОСО

ИИ-ИЛ'

. . . v . MMTItl)

F1.C-TI» I /\ I» ГС

ЦЗ

№

I

I 1

VMTK9VKM I

V

Pot. С. АрхытшурлитморЛ ШИ1Д1 u ШНООС и их ЬымоЗсщЛл с cttcicucú 'ynptSffim poSotoS.

физическую генерацию выходного сигнала осуществляла плати параллельного интерфейса, имитирующая импульсные датчики в сочленениях; сигналы в цепи обратной связи по положению для манипулятора RA1IP генерировали ЦЛП. Программное обеспечение имитаторов было реализовано в виде пакетов COBAWI.RAMP и COBAKI. IRI3. Цель экспериментов состояла в ток, чтобы выяснить возможность построения имитаторов в соответствии с методиками, разработанными в главах 4 и 3, и, если ответ на этот вопрос положителен, то оценить степень соответствия реальному манипулятору его модели. Эксперимент по сравнению имитатора н "манипулятора состоял из 3-х этапов. Этап 1 заключался в обучении робота выполнению движений по различным траекториям. Эти траектории (рабочие программы) записывались системой управления робота на вноиний накопитель в вида некоторых файлов. Сформированные таким образом рабочие программы воспроизводились роботом в режиме исполнения. При этом формировались файлы, содержащие управляющие сигналы, выходные сигналы я состояние манипулятора для каждой иэ степеней под-вияности. Этап 2 состоял в проведении аналогичных экспериментов, но не с реальным нанипулятором, а с его программный имитатором. После калибровка имитатора исполнялись рабочие программы, сформированные в виде файлов в процессе обучения на этапе 1. В результате выполнения этапов 1, 2 было получено два множества диагностических файлов, одно из которых относится к поведению реального манипулятора (этап 1), а другое - имитатора (этап 2). Входные управляющие сигналы, поступающие на приводы степеней подвижности, для этих двух множеств попарно одинаковы. Этап 3 состоял в сравнении соответствующих файлов. Сравнение поведения манипулятора а его имитатора показал, что расхождения их выходных параметров при одних и тех же управляющих сигналах невелики и составляют порядка 4%. Результаты эксперимента, таким образом, подтверждают правильность предложенного в диссертации подхода к решению проблемы моделирования в реальном времени многозвенных манипуляторов.

ЗАЬЛИНЗЕШ.

Основное научное и праклюмскшъ содержание диссертацташией работа составляет разработка*, acisssv теории сложных робототехниче-ских систем. Развитие этот-, на,уидаг.о направления обусловлено, в

первую очередь, широким внедрением многокомпонентных роботогех-нических систем как в промышленных, так и в непромышленных областях. Объединение технических систем с нельм выполнения общей задачи япляется одной из основных и чрезвычайно перспективных тенденций современного развития техники. Однако методы управления такини системами н базирующиеся на них программные средства к настоящему времени развиты в недостаточной степени, несмотря на то, что именно они вносят основной вклад в повышение эффективности многокомпонентной системы. С другой стороны, весьма важным, на наш взгляд, кддяотсв комплексный подход к решаемой проблеме, состоящий и рассмотрен'^ £>сех её основных аспектоп с единых позиций.

В рамках развипаенота даучуого направления автором получены следующие научные результаты.

1 Построена математическая модель,сложной робот«технической системы, рассматриваемой как объект управления, в виде множества конечных Огйтон^тоу, каждый из которых моделирует подсистему, входящую ц состав сложной системы и согласован с ней но входу и выходу. Достроенная таким образец модель позволяет эффективно рошатц ззв^чц управлении и коделировання поведении (ЛС, а также разработай соответствующих программных средств.

2. Вве.дсц^о (ю.пгтие сетевого автомата как конечного автомага с несколрходмни и выходами и функциями переходов и выходов, которой ¡¿.спользуют понятии расширенного входа и выхода как упорядочивав пары (имя канала, сшеменг алфавита). Построенный таким образом сетевой автомат позволяет эффеюивно использовать его в качестве базового элемента управления слсм'ной системой. При этом учитывается специфика объекта управления, состоящая в невозможности одновременного осуществления событий в сложной системе. Предложена интерпретация сетевого автонага как и терцинах сети Петри, так и н терминах устройства с читаюши-мк/записыв&кшимх головками и входкыми/выхоцвинк лентами.

3. Для управления сложной робототехнической системой предложено испольаолать структуру, представляющую собой совокупность взаимодействующих сетевых автоматов, объединенных ьхи лани и выходами. При зток топология сети и атрибуты ахоккмих к ее состав сетевых автоматов, с одной стороны, определяются зада нивм. выполняемым сложной системой ас другой - Формируют нове

дение «ходящих в ев состав подсистем и системы в целом. Введенная таким образом управляющая структура позполяет обеспечить параллельное функционирование всех компонентов CP С я является эффективным средством управления ев поведением.

4. Разработаны модели типовых компонент сложной робото-технической системы, в том числе роботов с различными типа ни систем управления, систем очувствления, технологического оборудования. Проведанная структуризация системы управления ро"бота позволяет не только построить его кодэпь как элемента сложной системы, но н осуществить классификацию роботов с точки зрения используемых методов управлэния.

3. Показано, что управляющая структура при некоторых пред-яологэнлях но^гт бать спбрнута а соотеотстзхн с разработанной процедурой а зкеевелвптзыЗ сатевой автомат, что существенно упрощает рааяязгцшэ управления сложной системой.

3. Для ррзэкзя поставленной з работа задача веркфикгцгя улравлягязЕХ структур предложено использовать покаченные сета nstps, моделкрукциэ, с одноЗ стороны, поведение управляемой ро-бототахнгчаскоЗ системы, а с другой - выполняемое ею заданна. Сравнение порсадаемьгх этими сетями языков позволяет сделать качественный slsbos отиосгтэльно соответствия кежду заданием я реализуемым поведением робототехяаческоЛ системы, а также выявить пржчгны ояшбочних вариантов поведения сложной системы.

7. Разработана методика иоделкрованая в рэальном враквня многозвенных манипуляторов, рассматриваемы!!: кам объединение всех входящих я их состав подсистем: приводов, механизма трансмиссия и внутренние датчиков. Показано, что задача построения имитаторов маняпуляторов является задпгй сбалансированного выбора ка-тематяческвх моделей подсистем манипулятора, яарактеряэуцяхея вьгчнслятельной сложностью соответствующих алгоритмов, я аппаратных средств, характеризующихся еычяелительной мощность*) используемого компьютера. Показано такяе, что осли не предьяв-лять повышенных требований к аппаратным средствам, то возможно построение,, имитаторов типовых манипуляторов ( 5-ти и з-тя ста-пенных) на базе иироко используемых ПЭВМ класса IBM PC AT/386, 387 если при этом модель динамики механизма как наиболее ресурсоемкую строить в аналитической форме.

8. В рамках программного обеспечения систем управления СРС

разработан язык и соответствуйинтерпретатор, позволяащлС полностью оП55сать упраЕЯдкцую структуру, включая eö топологию, атрибуты входящих в oö состав, автоматов, способ обмена данными с управляемыми подсцстовднд. Этот язык может рассматриваться как язык ассемблера: ядашцсь ц известном мера инвариантам к прикладным задачам, он hosst выполнять роль проксиуточного языка, в который преобразуется задание для сложной систекы, сформулированное на язико высокого уровня (языке технолога).

9. Разработаны принципы организации кспояпяющзй системы как ядра программного обеспечения системы управления СРС. Показано, что целесообразно ставить б соответствио каадояу сетевому автомату управлякдлй, структуры процесс, рйзвкзаюцяЕся в среда многозадачной операционной системы, пользуясь предостаЕЛяекьшк ею механизмами сишгроцЕзацци к ню-процессных обманов. Прк этом одно-раднасть упр^слясщаЦ^ структуры обаспачккает воська экономное потребление вычислительных ресурсов (ь смысла заияиаомой памяти). Созданный на орцод)б разработанного подхода программный п31 ит FLCXEI.L, работе,к„-а\Ь в среда OS/2 и вспользувщпй мехаилзкы очередей, семафоров к событий, продемонстрировал' высокую эффективность пря решения различных прикладных задач в качество как управляющего, так к инструментального средства.

10. Предложен к программно реализован новый способ программирования промышленных роботов, функциошфукцкх б составе словно® робототехкйЧЕСкай скстекы. Показано, что скстсла прогр&п— мировдния таккх роботов должна, предоставлять пользователю возможность формировать упраиляЕщка программы в виде поапо.но-еаиных блоков, запуск на исполнение которых, а такха выдача информации о статусе завершения должны осуществляться во вза-икодействки с системой, управления СРС.

Разработанные в 'диссортацки методы, реализованные, в виде соответствующих программных продуктов, проили всестороннюю апробацию в различных отраслях промышленности (в машиностроении -процессы механообработки, сборка, производство контроллеров роботов; в горнодобывающей промышленности к т.д.), к продемонстрировали свою высокую эффективность.

Оси озсчэ полсясвичл дгссзртпцкд олуЗлггкозаян л ело pyiyr-кх:

работая:

1. Попоп Е.П. , Зсронзгк.ч Л.-?., Зопквлкч С.П. Манлпуияционииа роботм: дзн.-.никз л алгорятги. fi. .• Наука, 1Q7B, - 400 с.

2. Упря"лчкчо къняпуляико.'и-мкя рсботанл or 3DM в интерактивном рояяяз / А. П. Артпхся, Л. Ф. Верещагин, С. Л, Зенкевич, А. В. Наза-ро;г. Зссссаэное сореггчмэ по робототохннчаскин системам: Тазяси докладов. - Зладякир, 1078, с. 214-213.

3. Popov 2.P., Varcschagin Л.P., Genarozov V.L., ZenJcravicli S. L. , Ki'.chorov V.3. Algorithne3 for combined and supervisor robot and sanipulator control. VII IFAC Symposium on Automatic Control in Space, Hotach - Egern (FRG), Hay 1720,1973.

4. л.?к:<аягч С. л. , Назарова А. В. Операционная система для упр элэичя маигэтуллцяопких роботах. - У правлен»!» cac-trams тэх.ч:;-чоскнкз еггетчкаия: ,че:гзузозсккй сб. нзучн. грудоц. - Уул: »'¿-мск.чЭ азяец. ян-т, 1031, И 4, с. 33-7Я.

5. V»r'"x::>Yjin Л.Г. , Zankevich 3.L., ¡глгагсу,- A.V., Гго-г»Г!?Г"ч1лд ly.Ttcm of Cc.-nputer Controlled innipulatJon liobot. notion. - Proc. of 5-th International IflP/IFAC Conference on Prcgranning liesearch and Operation Logiся in Advanced Manufacturing Technology, РКОЬМ'АТ'ЗЗ - Leningrad, 1932, pp. 619 - 626.

6. Зогскоэяч С. J!., Назарова А. В. ¡гнструко.чтальиоэ программное обаспачвпав. - В кн. Твхничоскгй проект; грограчмиоз обос-почвняе устройств упразлоияя автокатячэснях какяпул.чтороя. -¡1. : НаучодЗ. Совет . АН СССР по проблела "Робототехника л автохаггзгфовашгов производство", 1933, с. 53-60.

7. Операционная сястена для упразлэкяя двкжо.чяем хзкялуляцмон-ного робота от мянх-ЭВМ. / А. Всрэцэгкн, С. Л. Зеикоэгм, Д. В. Назарова я др. - Управлэняв роботогехяяческяха сяствкамя я ях очувствленяе / под род. И. Н. Макарова, Д. Е. Охоцянсного, Е. П. Попова. - М. : Паука, 1083, с. 15-21.

3. Попов. Е. П. , Верещагин А. <?. , Звнкезяч С. Л. Прянанепяв ЭВЧ для исследования я отработка , сйстея управления роботоз, Советско- Югославский сокйКар по робототохнякэ: Теэяси докладов, - II. г ГХЛТ СССР, 1Э8Э, с. 27-35.

9. Vereschagin A.F. , Zenkevich 3;ii. , Hazarova A.V. Pro^rdsSiing systea of computer controlled »stipulation robot notion, id-

vances in CAD/CAM, Proc. of the 5-th Int. IFIC/IFAC Conf.-North-Holland, 1983, pp. 619-626.

10. Zenkevich S.L., Nazarova A.v. Software for Computer-Assisted Robot teaching and Control. - In: Modern Robot Engineering / Edited by Popov E.P., Pergamon Press, London,1983, pp. 111-133.

11. Верещагин Jl.*., Зенкевич С. Л. . Кулемкн B.C., Назарова i. В. Организация сборочного процесса коллективом роботов. // Всесоюзное совещание 'Научные принципы автоматизации проектирования, построения, аппаратного обеспечения и эксплуатации робототехнических систек", Цахкадзор, нарт 1SS3, - Ереван, ЕрПИ нк. К. Маркса, 1984, ее. 110-113.

12. Верещагин А.«., Зенкевич С.Л., Чарки! Д.П. Разработка х создание гибкого роботехнического комплекса для сборки автотракторных радиаторов. Тезисы докладов конференции "Опыт и проблемы внедрения гибких автоматизированных производств и их информационное обеспечение". Куйбышев, 19S4.

13. Зенкевич С.Л. , Дмитриев А. Л. Логическое управление ячейкой ГАП. Тезисы III Всесоюзного совещания по робототехника, Воронеж, 1984.

14. Зенкевич С. Л. Программное управление роботами от ЭВК. - Б кн. : Робототехника / Ю В. Андрианов, Э.П. Еобриков и др. под ред. Попова Е.П. , Юревича Е. И. М. : Машиностроение, 1984. с. S3-60.

15. Зенкевич С. Л., Максимов А. А. , Математическая модель РТС в виде сети взаимодействующих конечных автоматов. Автоматизация производственных процессов на основе прокушенных роботов нового поноления. Сб. научных трудов ЭШШС. Н. , 1В91.

16. Попов Е.П. , Верещагин А. Ф. , Зекхевич С. Л. Роботы новых поколений для промышленности. - Всесоюзный симпозиум "Сборка 84" с участкам стран членов СЭВ: Тезисы докладов.- Ташкент, 1984, с. 16-20.

17. Зенкевич С. Л. Принципы Построения систем управления роботов, межвузовский сб. "Роботогвхнические системы и автоматическое управление",. М. , 1385, е.. 124-136.

18 Зенкевич С. Л. Системы управления адаптивных промышленных роботов и их программное обеспечение. - В кн. : Системы очувствления я адаптивные промышленные роботы. / Под общ. рад. Е.П.Попова, В.В.Клюева. - И.: Машиностроение. 1985, сс.

130-170.

19. Верещагин А.*., Эенкевнч С. Л., Назарова A.B. Специализированная операционная система. Программноэ обеспечении исследовательского ипструмонтального робототехнзческого комплекса. -П кн. "Программное обеспечение промышленных роботов".

- М. : Наука, 1G8B.

20. Зенкевич С. Л., Дмитриев A.A., Поляков О. В. Управление и моделирование роботизированного гибкого модуля. / Труди э-его Советско-Югославского симпозиума по проблемам робототехники Н. , 1988, с. 82-87.

21. Зенкевич С. Л. , Дмитриеа A.A. Логическое управление адаптивным робототехннческан комплексом. / Изв. АН СССР. Техническая кпбернотика. - 1S8B. - Н 3, с. 113-126.

2 2. Zenkevich S.L. Logical Control of Adaptiva Robots. Principles of Control Systf4 Organization. РгоЫеюз of Control an-i Information Theory, Hungarian Academy of Scionce3, Budapest, V15, N 4, 1986, pp. 319-331.

23. Zenkevich S.L., üedvedev V.S. Robot аз а ГИС oleEcnt.Principles of Control System Organization. V-th IKAC / IFIP / IMACS / IFORS Symposium, Suzdal, 1986, Preprints Moscow, pp. 148-152.

24 Звнкевеч С. Я.. Дмитриев Д. к. , Поляков О. В. Проектирование систем управления роботизированных ГПИ. // Проблемы машиностроения и автоматизации, 1937, Н 16, с. 33-62.

25. Зенкевич С. Л. Программное обеспечение роботов, функционирующих в составе ГПН. // IV Всосоюзноэ совещание по робото-техначесквн системам, Клеи, ПК АН УССР, 1087, с. 19-20.

26. Зенкевич С. Л. , Клепалян A.B., Назарова A.B. Язык программирования промышленник роботов "САПФИР" // Фнзяко-тахнологяческяе аспекты ГАП, Сб. статей, Н. : Мосстан кин, 1987, с. 163-132.

27. Зоннович С. Л., Клевалнн A.B. Один подход к разработке языка программирования адаптивных промизленпих роботов. / Г11С а различных отраслях мааиностроаная, мат. семинара: И. Знание, 1987, с. 26-34.

28. Зенкевич С. Л. , Назарова A.B., Клавалян A.D. Языки программирования промышленных роботов. / Технологические аспекты ГАП: Сб. статей. - М. : Мосстанкин, 1987.

29. Медведев B.C.. Зенкевич С. Л. , Дмитриев A.A. Система управ-

пеняя ГПН. / Логическое управление с использованием ЭВ11: Тезисы докладов Всес. симпозиума. - Устинов 1087, с. 201264.

»u. zenkevich S.L. Computer Control of Programmable Robots. -in: Robotics / Edited by E.P.Popov and E.I.Yurevich. - Hir Publishers, Moscow, 1987, pp. 48-56.

11 Зенкевич С.П., Поляков О.В. Моделирование управления ГПС. Автоматизация проектирования и программирования роботов и ГПС. - Сб. научных тр. , All СССР. К. s Наука, 19S8, с. 17-30.

а. Зенкевич С. Л. . Клевалнн А. С. Система программирования адаптивных промышленных роботов САПФИР. / Автоматизация проектирования и программирования роботов н ГПС! Сб. кауч-ых трудов , АН СССР, К.: Паука, 1В88, с. 141- 1D4.

1.) Зенкевич C.JI. , Клевалин А. В. Программирование сборочных адаптивных роботов. /Межвузовский сб. "Управление в гибких производственных системах п робототохнкческнх комплексах", И. : ИКРЭА, 1888, С. 84-91.

3 4. Зенкевич C.JI. , Назарова A.D, Программное обеспечение робо-тотехнических систем. - Учебное пособие, И. , НГТУ, 1S88, 142 сс.

ЭЬ. Zenkevich S.L., Dnitriev A.A. Control Het for Asynchronous Finite State Automata. - Proc, of 4-th Soviet-Yugoslav. Syrap. on Appl. Robotics and Flexible Autonation. Beograd, 1988.Pp. 131-136.

3ri. Казанцев H. , Бэличонко В., Назарова' A. , Зенкевич С. Микропроцессорное устройство программного управления промышленным роботом "Робоконг". - Приборы и системы управления, » 2, 1989, с. 25-28.

УК Zenkevich S.L., Hazarova A.V. Robot-oriented Software for Computer-Assisted Teaching and Control. - In: Modern Robot Engineering, / Edited, by E.P.Popov, - MIR Publishers. Koscow, 1989, pp. 116-135.

.31). Зенкевич C.JI., Максимов А. А. Иовы! язык логического управления. // Вестник КГТУ, сер. Приборостроение, № 1, 1990, с. 35-42.

3» Зенкевич С.Л., Максимов А.А. Язык логического управления Н. Тезисы V Всесоюзного совещания по робототехничяскин сис-- темам. Геленджик, 1990, с. S-6.

40. Zenkevich S.L., Nagy S. An-application of Computer Based

Real Time Robot Simulation in Quality Control. Intern. Sym-posima on Automatization and tleaauronent Technique, Tech.Univer. o£ Vienna, Austria. Vov., 1990,.

41. Зенкович С. Л., Назарова А.В., Падь И. (BP). Моделирование манипулятора в реальном времени, // Вестник МГТУ, сер. Машиностроение, № 2, 19Э1, с. 84-67.

42. S.Zenkavichl, A.Nazarova, S.Nagy. Conputer-base.d Arm. Proc.of of 23-rd Intern Syup. on Industrial Robots. Barcelona, Spain, Oct. 1992, pp. 116-121.

43. Zenkevich S., Nazarova A., Haxiraov A. Control of Robot- based Assembly Cell.-Proc. of 9-th CISM-XFToMH Syrtp. on Theory and Practice of Robots and Manipulators, - Udine (Italy), Sept. 1992. Lecture Notes in Control and Information Science, 187, Springer Verlag, pp. 410-427.

Подписано к печати 14.04.94. Заказ 197 Объем 2. S п. л. Тир. ЮОэкэ. Типография НГТУ им.И.Э.Баумана